近日，华东师范大学精密光谱科学与技术国 家重点实验室曾和平教授课题组在超快激光领域取得重要进展，该团队首次实现了一种被称之为“呼吸子”的超快激光脉冲。研究成果“Breathing dissipative solitons in mode－locked fiber lasers”于2019年11月发表于《科学》（Science）杂志子刊Science Advances上。该论文以华东师范大学为第一完成单位，英国阿斯顿大学为合作单位。曾和平教授为论文唯一通讯作者，彭俊松副研究员为第一作者。

《科学》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果

会“呼吸”的非线性波却探测、产生两难

光孤子一直是非线性光学研究前沿，它是光束在传播过程中由非线性效应平衡衍射／色散效应的结果，通俗来说，孤子是一种在传输时不会发散的波包。而与之不同的是，呼吸子在传输过程中其大小会发生周期性变化（周期性地发散再汇聚），好像人在不断地呼气（发散）、吸气（汇聚）的过程。由于呼吸子这种非线性波和许多非线性现象有着内在关联，有助于理解例如怪波（rogue wave），湍流，飓风，海啸等极端现象，引发学界的广泛关注。

此前，呼吸子的产生局限于能量保守系统，例如水波、单通光纤系统。然而大量现实世界的物理系统都是耗散系统，那呼吸子是否也可以在耗散系统里产生？该课题组注意到飞秒激光器是一个典型的耗散系统，最近的理论模拟表明飞秒激光器可能可以产生呼吸子。然而实验上产生呼吸子的难点在于理论模型过于简化，很难与复杂的飞秒激光系统相联系。此外，呼吸子在纳秒量级快速变化，传统探测技术响应时间在毫秒量级，根本无法探测到呼吸子。

来源：华东师范大学精密光谱科学与技术国 家重点实验室